Vodivost obecně
Elektrická vodivost jako konstantní fyzikální veličina udává, do jaké míry mohou látky nebo směsi látek vést elektřinu. Hodnota je pro každou směs látek a pro každou látku odlišná.
Vodivost je fyzikální konstanta, což znamená, že určitá látka nebo určitá směs látek vede elektrický proud vždy stejně dobře.
Z matematického hlediska je vodivost důležitá pro stanovení hustoty proudu ve spojení s intenzitou elektrického pole. Specifický elektrický odpor látky nebo směsi látek je přesně převrácenou hodnotou elektrické vodivosti.
Symbol elektrické vodivosti v technické, fyzikální a chemické oblasti se může lišit. Vodivost, nebo přesněji řečeno vodivost, lze označit řeckými písmeny sigma, kappa nebo gama.
Jednotky pro elektrickou vodivost
K určení vodivosti se používá jednotka SI S / m (Siemens na metr). Pokud je vodivost velmi nízká, vodivost se v technické oblasti často udává v µS / cm.
Řád elektrické vodivosti
Nejlepší elektrické vodiče jsou kovy. Stříbro jako nejlepší vodič má vodivost 61 380 000 S / m, nerezová ocel přibližně jednu šedesátinu.
Voda je mnohem horší vodič než kapalina. Mořská voda má vodivost přibližně 5 S / m, ultračistá voda má vodivost 0,0000005 S / m.
Elektrická vodivost v kapalinách
Vodivost závisí na počtu volně dostupných mobilních nosičů náboje v kapalině. Jedná se o ionty, soli a jednotlivé rozpuštěné látky, které představují nabité částice.
Velký rozdíl ve vodivosti mořské vody ve srovnání s ultračistou vodou lze vysvětlit pouze obsahem soli. Naproti tomu je osmosová voda extrémně špatný vodič, stejně jako demineralizovaná voda.
Pokud se do ultračisté vody nebo plně demineralizované vody přidají asi 4% soli, vodivost se zvýší tisíckrát.
Podle typu nosiče nákladu
V kapalinách však hraje roli nejen počet volně se pohybujících iontů, ale také množství náboje, které nesou.
Například množství náboje hořčíku je 2+, zatímco pro ionty vápníku je to pouze 1+. To lze rozpoznat podle pravopisu iontů: Ca + a Mg2 +.
Kromě toho má vliv také rychlost jednotlivých typů iontů ve směru pole, ale tato složka je v této analýze zanedbatelná.
Závěrem je, že vodivost vody závisí nejen na množství iontů v ní rozpuštěných, ale také na typu iontů v nich rozpuštěných. Ne každá voda tedy vede stejně dobře. Závisí to na konkrétním minerálním složení.
Technické použití pro stanovení čistoty
V případě destilované vody a demineralizované vody lze elektrickou vodivost použít přímo jako měřítko čistoty.
V tomto případě se čistotou rozumí pouze nepřítomnost nabitých iontů a částic ve vodě. Nenabité částice se během měření nezaznamenávají a neovlivňují výsledek měření.
Čím nižší je elektrická vodivost vody, tím méně iontů je a voda je čistší.
Obecný obsah iontů a rozpuštěných solí lze také dobře odhadnout pomocí vodivosti každé vody. Měření vodivosti se však používá jen zřídka jako metoda pro stanovení specifických hodnot v normální vodě.
Závislost vodivosti na teplotě
Všechny plyny, roztoky a elektrolyty jsou vysoce vodivě závislé na teplotě. To platí také pro vodu s rozpuštěnými ionty. Počet volně se pohybujících iontů a mobilita nosičů náboje se s rostoucí teplotou významně zvyšují. To znamená, že vodivost také významně roste s rostoucí teplotou.
Nepřesnost při vyšších koncentracích
Tzv. Interiontové interakce vedou k tomu, že při vyšších koncentracích jednotlivých nebo všech iontů je vztah mezi vodivostí a ionty nebo množství náboje stále nepřesnější.
Čím více iontů je v kapalině - nebo ve vodě - tím více se brzdí. Volná pohyblivost iontů v kapalině klesá.
Měření vodivosti
Vodivost lze určit pomocí speciálně navrženého měřicího zařízení. Alternativně k tomu je také možné měřit měrný odpor v kapalině a určit tak příslušnou vodivost výpočtem.
K měření vodivosti existují jednoduchá ruční zařízení. Měříte vodivost mezi dvěma testovacími elektrodami na základě snížení množství proudu mezi výstupním a konečným proudem. Vodivost lze odečíst přímo na displeji.
tipy a triky
Měření vodivosti nemůže poskytnout žádný údaj o přítomnosti nenabitých částic. Část znečištění od nenabitých látek ve vodě neovlivňuje měření vodivosti. Měli byste to mít také na paměti.
